JP3425305B2 - 地絡回線選択保護継電方法とその装置 - Google Patents
地絡回線選択保護継電方法とその装置Info
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- JP3425305B2 JP3425305B2 JP23211496A JP23211496A JP3425305B2 JP 3425305 B2 JP3425305 B2 JP 3425305B2 JP 23211496 A JP23211496 A JP 23211496A JP 23211496 A JP23211496 A JP 23211496A JP 3425305 B2 JP3425305 B2 JP 3425305B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高抵抗接地の多回
線併架系統に於ける零相循環電流対策を施した地絡回線
選択保護継電方法とその装置に係わり、とくに併架系統
双方の系統周波数が異なる場合にも適用可能な零相循環
電流対策を施した地絡回線選択保護継電方法とその装置
に関する。
線併架系統に於ける零相循環電流対策を施した地絡回線
選択保護継電方法とその装置に係わり、とくに併架系統
双方の系統周波数が異なる場合にも適用可能な零相循環
電流対策を施した地絡回線選択保護継電方法とその装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】６０〜１５４ＫＶの高圧系統では、中点
を高抵抗で接地した高抵抗接地系統が用いられる。この
ような系統に対する従来の零相循環電流対策を施した地
絡回線選択保護継電方式に於いては、１線地絡事故発生
前後で変化しない電圧、即ちその大きさ、位相の変化が
ほぼ無視でき、一定と見なすことができる電圧として、
線間電圧Ｖab、Ｖbc、Ｖcaの３組を取り出し、それらを
３０゜位相（遅延）した電圧を基準ベクトルとして、零
相電流の事故発生前後の変化分の有効分を求める方法を
採用していた。以下、この従来方式を説明する。
を高抵抗で接地した高抵抗接地系統が用いられる。この
ような系統に対する従来の零相循環電流対策を施した地
絡回線選択保護継電方式に於いては、１線地絡事故発生
前後で変化しない電圧、即ちその大きさ、位相の変化が
ほぼ無視でき、一定と見なすことができる電圧として、
線間電圧Ｖab、Ｖbc、Ｖcaの３組を取り出し、それらを
３０゜位相（遅延）した電圧を基準ベクトルとして、零
相電流の事故発生前後の変化分の有効分を求める方法を
採用していた。以下、この従来方式を説明する。
【０００３】図３は、上記従来の地絡回線選択保護継電
方式の構成を示すブロック図で、３相の各線間電圧を基
準ベクトルとして演算することから、１号線事故検出用
としての判定要素１５０Ｇa、１５０Ｇb、１５０Ｇc、
２号線事故検出用としての回線選択判定要素２５０Ｇ
a、２５０Ｇb、２５０Ｇcが設けられている。更に、各
相電圧Ｖa、Ｖb、Ｖcを入力として事故相判別を行うた
めの不足電圧継電器２７Ｇa、２７Ｇb、２７Ｇcを設
け、これにより事故回線を判定している。なお、上記で
電圧Ｖab、Ｖa等は正確にはその電圧の振幅と位相を表
すベクトル量であり、通常は文字Ｖの上部に矢印やドッ
トを付して表すが、本文及び添付図面では、これらを省
略している。この点は以下に於いても同様で、電圧Ｖ、
電流Ｊは、とくに断わらない限りベクトル量を表すもの
とする。
方式の構成を示すブロック図で、３相の各線間電圧を基
準ベクトルとして演算することから、１号線事故検出用
としての判定要素１５０Ｇa、１５０Ｇb、１５０Ｇc、
２号線事故検出用としての回線選択判定要素２５０Ｇ
a、２５０Ｇb、２５０Ｇcが設けられている。更に、各
相電圧Ｖa、Ｖb、Ｖcを入力として事故相判別を行うた
めの不足電圧継電器２７Ｇa、２７Ｇb、２７Ｇcを設
け、これにより事故回線を判定している。なお、上記で
電圧Ｖab、Ｖa等は正確にはその電圧の振幅と位相を表
すベクトル量であり、通常は文字Ｖの上部に矢印やドッ
トを付して表すが、本文及び添付図面では、これらを省
略している。この点は以下に於いても同様で、電圧Ｖ、
電流Ｊは、とくに断わらない限りベクトル量を表すもの
とする。
【０００４】図３に於いて、回線選択判定用の地絡回線
選択継電器（回線選択判定要素）１５０Ｇaを例にと
り、上記従来方式の動作を説明する。いま、系統に事故
が発生する前に零相循環電流Ｊ0tnが流れていたとす
る。この時、事故発生前の１号線零相電流をＪ01（ｔ−
ｎ）、２号線零相電流をＪ02（ｔ−ｎ）とすると
選択継電器（回線選択判定要素）１５０Ｇaを例にと
り、上記従来方式の動作を説明する。いま、系統に事故
が発生する前に零相循環電流Ｊ0tnが流れていたとす
る。この時、事故発生前の１号線零相電流をＪ01（ｔ−
ｎ）、２号線零相電流をＪ02（ｔ−ｎ）とすると
【数１】Ｊ01（ｔ−ｎ）＝Ｊ0tn
Ｊ02（ｔ−ｎ）＝−Ｊ0tn
となる。従って、地絡回線選択継電器１５０Ｇaに入力
される回線間差電流をＪ0（ｔ−ｎ）とすると、
される回線間差電流をＪ0（ｔ−ｎ）とすると、
【数２】Ｊ0（ｔ−ｎ）＝Ｊ01（ｔ−ｎ）−Ｊ02（ｔ−
ｎ）＝２・Ｊ0tn となる。次に１号線側Ｆ点にａ相１線地絡事故が発生し
事故電流として１号線側にＪ0F1、２号線側にＪ0F2が流
れ、事故発生前から流れていた零相循環電流Ｊ0tnに重
畳されると、事故発生の１号線零相電流Ｊ01(t)、２号
線零相電流Ｊ02（ｔ）は
ｎ）＝２・Ｊ0tn となる。次に１号線側Ｆ点にａ相１線地絡事故が発生し
事故電流として１号線側にＪ0F1、２号線側にＪ0F2が流
れ、事故発生前から流れていた零相循環電流Ｊ0tnに重
畳されると、事故発生の１号線零相電流Ｊ01(t)、２号
線零相電流Ｊ02（ｔ）は
【数３】Ｊ01（ｔ）＝Ｊ0tn＋Ｊ0F1
Ｊ02（ｔ）＝−Ｊ0tn＋Ｊ0F2
となる。したがって、事故発生後の回線間差電流をＪ0
（ｔ）とすると、
（ｔ）とすると、
【数４】Ｊ0（ｔ）＝Ｊ01（ｔ）−Ｊ02（ｔ）＝２・Ｊ0
tn＋（Ｊ0F1−Ｊ0F2） となる。ここで、事故電流成分の回線間差電流（Ｊ0F1
−Ｊ0F2）を
tn＋（Ｊ0F1−Ｊ0F2） となる。ここで、事故電流成分の回線間差電流（Ｊ0F1
−Ｊ0F2）を
【数５】Ｊ0F1−Ｊ0F2≡△Ｊ0
とおくと、（数４）は
【数６】Ｊ0（ｔ）＝２・Ｊ0tn＋△Ｊ0
とかける。こうして、事故発生前の回線間差電流Ｊ0
（ｔ−ｎ）は（数２）により、また事故発生後の回線間
差電流Ｊ0（ｔ）は（数６）で与えられ、この差が事故
による零相循環電流の増加分△Ｊ0を与えている。即ち
（数２）及び（数６）から
（ｔ−ｎ）は（数２）により、また事故発生後の回線間
差電流Ｊ0（ｔ）は（数６）で与えられ、この差が事故
による零相循環電流の増加分△Ｊ0を与えている。即ち
（数２）及び（数６）から
【数７】Ｊ0（ｔ）−Ｊ0（ｔ−ｎ）＝△Ｊ0
である。
【０００５】ここで事故回線の判定には、零相循環電流
成分２Ｊ0tnを除いた事故電流成分△Ｊ0＝（Ｊ0F1−Ｊ0
F2）のみの有効分（零相電圧Ｖ0との同相成分）を求め
る必要がある。いま、事故発生後の零相電圧をＶ0と
し、この電圧とＪ0（ｔ）、Ｊ0（ｔ−ｎ）、△Ｊ0との
位相差をそれぞれθt、θtn、△θとすると、それぞれ
のベクトル関係は図４に示すとおりとなる。回線間差電
流の内の事故電流成分△Ｊ0の有効分（Ｖ0との同相成
分）は｜△Ｊ0｜cos△θであるが、これは（数７）か
ら、事故発生前の回線間差電流Ｊ0（ｔ−ｎ）のＶ0との
同相成分｜Ｊ0（ｔ−ｎ）｜cosθtnと、事故発生後の回
線間差電流Ｊ0（ｔ）のＶ0との同相成分｜Ｊ0（ｔ）｜c
osθtの差として
成分２Ｊ0tnを除いた事故電流成分△Ｊ0＝（Ｊ0F1−Ｊ0
F2）のみの有効分（零相電圧Ｖ0との同相成分）を求め
る必要がある。いま、事故発生後の零相電圧をＶ0と
し、この電圧とＪ0（ｔ）、Ｊ0（ｔ−ｎ）、△Ｊ0との
位相差をそれぞれθt、θtn、△θとすると、それぞれ
のベクトル関係は図４に示すとおりとなる。回線間差電
流の内の事故電流成分△Ｊ0の有効分（Ｖ0との同相成
分）は｜△Ｊ0｜cos△θであるが、これは（数７）か
ら、事故発生前の回線間差電流Ｊ0（ｔ−ｎ）のＶ0との
同相成分｜Ｊ0（ｔ−ｎ）｜cosθtnと、事故発生後の回
線間差電流Ｊ0（ｔ）のＶ0との同相成分｜Ｊ0（ｔ）｜c
osθtの差として
【数８】｜△Ｊ0 ｜cos△θ＝｜Ｊ0（ｔ）｜cosθt−｜
Ｊ0（ｔ−ｎ）｜cosθtn で与えられる。この関係は、図４の幾何学的解析からも
容易に導くことができる。
Ｊ0（ｔ−ｎ）｜cosθtn で与えられる。この関係は、図４の幾何学的解析からも
容易に導くことができる。
【０００６】ところが、事故発生以前の循環電流のみの
ときは接地抵抗には電流が流れず、従って零相電圧Ｖ0
が０である。このため、（数８）に於ける事故発生前の
回線間差電流Ｊ0（ｔ−ｎ）の有効分｜Ｊ0（ｔ−ｎ）｜
cosθtnを直接求めることができない。ところが、線間
電圧Ｖabはａ相１線地絡を想定した場合、事故の前後に
於いてその位相変化は極めて小さく、かつ図５に示した
ようにその電圧Ｖabを３０°遅らせた電圧Ｖab（３０）
はａ相１線地絡事故時の零相電圧Ｖ0とほぼ同相となる
ことが知られている。そこで前述したように、電圧Ｖab
（３０）を基準ベクトルとして従来はａ相地絡の事故検
出を行っていた。即ち、図５のように基準ベクトルＶab
（３０）をＶ0とみなし、事故発生前回線間差電流の有
効成分｜Ｊ0（ｔ−ｎ）｜cosθtnと、事故発生後回線間
差電流の有効成分｜Ｊ0（ｔ）｜cosθtをそれぞれ算出
し、その差から零相循環電流成分２・Ｊ0tnを除去した
事故電流成分△Ｊ0のみの有効分｜△Ｊ0｜cos△θを求
め、事故回線検出を行っていた。
ときは接地抵抗には電流が流れず、従って零相電圧Ｖ0
が０である。このため、（数８）に於ける事故発生前の
回線間差電流Ｊ0（ｔ−ｎ）の有効分｜Ｊ0（ｔ−ｎ）｜
cosθtnを直接求めることができない。ところが、線間
電圧Ｖabはａ相１線地絡を想定した場合、事故の前後に
於いてその位相変化は極めて小さく、かつ図５に示した
ようにその電圧Ｖabを３０°遅らせた電圧Ｖab（３０）
はａ相１線地絡事故時の零相電圧Ｖ0とほぼ同相となる
ことが知られている。そこで前述したように、電圧Ｖab
（３０）を基準ベクトルとして従来はａ相地絡の事故検
出を行っていた。即ち、図５のように基準ベクトルＶab
（３０）をＶ0とみなし、事故発生前回線間差電流の有
効成分｜Ｊ0（ｔ−ｎ）｜cosθtnと、事故発生後回線間
差電流の有効成分｜Ｊ0（ｔ）｜cosθtをそれぞれ算出
し、その差から零相循環電流成分２・Ｊ0tnを除去した
事故電流成分△Ｊ0のみの有効分｜△Ｊ0｜cos△θを求
め、事故回線検出を行っていた。
【０００７】図６は以上に説明した、従来形の回線選択
判定要素１５０Ｇaの回路構成例を示すもので、まず導
入された線間電圧Ｖabは移相回路６１により３０°遅延
されて基準ベクトルＶab（３０）となる。有効分演算回
路６２は、零相循環電流の各時点の、基準ベクトルＶab
（３０）と同相の成分を算出してメモリ６３へ格納する
と同時に演算器６４へ入力する。演算器６４は、現時点
の有効分演算回路６２出力からｎサンプル前の時点にメ
モリーに格納された零相電流の有効分を差し引く。この
時点がもしａ相１線地絡事故が発生した直後のサンプル
点であれば、演算回路６２出力は｜Ｊ0（ｔ）｜cosθt
に相当し、メモリ６３出力は｜Ｊ0（ｔ−ｎ）｜cosθtn
に相当するので、上記差分は（数８）に示した値とな
る。そこで判定回路６５はこの差分が所定の事故検出レ
ベル以上か否かを判定することにより事故検出を行うこ
とができる。
判定要素１５０Ｇaの回路構成例を示すもので、まず導
入された線間電圧Ｖabは移相回路６１により３０°遅延
されて基準ベクトルＶab（３０）となる。有効分演算回
路６２は、零相循環電流の各時点の、基準ベクトルＶab
（３０）と同相の成分を算出してメモリ６３へ格納する
と同時に演算器６４へ入力する。演算器６４は、現時点
の有効分演算回路６２出力からｎサンプル前の時点にメ
モリーに格納された零相電流の有効分を差し引く。この
時点がもしａ相１線地絡事故が発生した直後のサンプル
点であれば、演算回路６２出力は｜Ｊ0（ｔ）｜cosθt
に相当し、メモリ６３出力は｜Ｊ0（ｔ−ｎ）｜cosθtn
に相当するので、上記差分は（数８）に示した値とな
る。そこで判定回路６５はこの差分が所定の事故検出レ
ベル以上か否かを判定することにより事故検出を行うこ
とができる。
【０００８】なお、この有効分｜ΔＪ0｜cos△θから事
故回線の検出を行うには、その有効分の１サンプルの値
だけでは判定できないので、少なくとも１サイクルを判
定期間とし、その期間内のデータを取り込んでその実行
値、あるいはピーク値などが所定の値を超えたかどうか
を判定する必要がある。従って実効的に遅延動作を行う
メモリ６３の遅延時間ｎ（単位はサンプル周期）は、上
記の判定期間がｍサンプルのデータを含むとすると、ｎ
＞ｍの条件を満たしている必要があり、一般にはｎとし
て系統交流の２〜３サイクル分程度のサンプル数に相当
する値が用いられる。
故回線の検出を行うには、その有効分の１サンプルの値
だけでは判定できないので、少なくとも１サイクルを判
定期間とし、その期間内のデータを取り込んでその実行
値、あるいはピーク値などが所定の値を超えたかどうか
を判定する必要がある。従って実効的に遅延動作を行う
メモリ６３の遅延時間ｎ（単位はサンプル周期）は、上
記の判定期間がｍサンプルのデータを含むとすると、ｎ
＞ｍの条件を満たしている必要があり、一般にはｎとし
て系統交流の２〜３サイクル分程度のサンプル数に相当
する値が用いられる。
【０００９】図３の他の回線選択判定要素の構成及び動
作も同様であり、これらによって各相の地絡事故検出が
行われるが、各回線選択判定要素波その基準ベクトルと
して相間電圧を用いている。このため、何らかの原因に
より、事故でないときに相間電圧が変化すると、その電
圧を基準ベクトルとする回線選択判定要素が誤動作する
可能性がある。これはどの回線選択判定要素についても
同様である。従って図３のように、不足電圧継電器２７
Ｇa〜２７Ｇc とＡＮＤゲートを用いてより確実な検出
を行えるようにしている。
作も同様であり、これらによって各相の地絡事故検出が
行われるが、各回線選択判定要素波その基準ベクトルと
して相間電圧を用いている。このため、何らかの原因に
より、事故でないときに相間電圧が変化すると、その電
圧を基準ベクトルとする回線選択判定要素が誤動作する
可能性がある。これはどの回線選択判定要素についても
同様である。従って図３のように、不足電圧継電器２７
Ｇa〜２７Ｇc とＡＮＤゲートを用いてより確実な検出
を行えるようにしている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】以上に説明した従来技
術では、各系統ごとに３個の回線選択判定要素が、従っ
て図３の例では６個の回線選択判定要素を必要とし、更
に事故相判別のために３個の不足電圧継常器を必要とし
た。このため回路が大型・複雑化するという問題があっ
た。
術では、各系統ごとに３個の回線選択判定要素が、従っ
て図３の例では６個の回線選択判定要素を必要とし、更
に事故相判別のために３個の不足電圧継常器を必要とし
た。このため回路が大型・複雑化するという問題があっ
た。
【００１１】更に、併架する系統双方の系統周波数が異
なる場合には、次の問題が生じる。いま周波数ｆ1とｆ2
の２系統が図７のように併架されているとする。そうす
ると、事故発生時の事故電流Ｊ0F1、Ｊ0F2は周波数ｆ1
であるが、零相循環電流Ｊ0tnは周波数ｆ2の系統からの
誘導により生じるものであるから、その周波数がｆ2と
なる。いまここで、ｆ1＝６０Ｈｚ、ｆ2＝５０Ｈｚを例
にとり、また基準電圧を図５で述べた例の通りＶab（３
０）（６０Ｈｚ）とした場合の、零相循環電流Ｊ0（５
０Ｈｚ）と事故電流△Ｊ0＝Ｊ0F1＋Ｊ0F2（６０Ｈｚ）
の電圧、電流の波形例を描いてみると図８のようにな
る。この図に示すとおり、事故発生前では、基準電圧Ｖ
ａｂ（３０）（６０Ｈｚ）と、零相循環電流Ｊ0tn（５
０Ｈｚ）の周波数が異なるため、有効分演算で正確な値
が得られない。また、事故発生後、零相循環電流２Ｊ0t
nに事故電流△Ｊ0 が重畳され、（数６）で示した零相
電流Ｊ0（ｔ）＝２・Ｊ0tn＋△Ｊ0は、５０Ｈｚ、６０
Ｈｚの重畳波形となる。したがって、基準電圧Ｖab（３
０）を基準とした有効分は正確に求めることができな
い。
なる場合には、次の問題が生じる。いま周波数ｆ1とｆ2
の２系統が図７のように併架されているとする。そうす
ると、事故発生時の事故電流Ｊ0F1、Ｊ0F2は周波数ｆ1
であるが、零相循環電流Ｊ0tnは周波数ｆ2の系統からの
誘導により生じるものであるから、その周波数がｆ2と
なる。いまここで、ｆ1＝６０Ｈｚ、ｆ2＝５０Ｈｚを例
にとり、また基準電圧を図５で述べた例の通りＶab（３
０）（６０Ｈｚ）とした場合の、零相循環電流Ｊ0（５
０Ｈｚ）と事故電流△Ｊ0＝Ｊ0F1＋Ｊ0F2（６０Ｈｚ）
の電圧、電流の波形例を描いてみると図８のようにな
る。この図に示すとおり、事故発生前では、基準電圧Ｖ
ａｂ（３０）（６０Ｈｚ）と、零相循環電流Ｊ0tn（５
０Ｈｚ）の周波数が異なるため、有効分演算で正確な値
が得られない。また、事故発生後、零相循環電流２Ｊ0t
nに事故電流△Ｊ0 が重畳され、（数６）で示した零相
電流Ｊ0（ｔ）＝２・Ｊ0tn＋△Ｊ0は、５０Ｈｚ、６０
Ｈｚの重畳波形となる。したがって、基準電圧Ｖab（３
０）を基準とした有効分は正確に求めることができな
い。
【００１２】本発明の目的は、その構成がより少ない要
素で実現でき、かつ系統の周波数が相互に異なる併架系
統にも適用可能な、零相循環電流対策を施した地絡回線
選択保護継電方法とその装置を提供するにある。
素で実現でき、かつ系統の周波数が相互に異なる併架系
統にも適用可能な、零相循環電流対策を施した地絡回線
選択保護継電方法とその装置を提供するにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、保護対象系統
の１号線の零相電流と２号線の零相電流との差電流及び
零相電圧を取り込んでディジタル化し、前記差電流をデ
ィジタル遅延手段により予め定めた事故判定に必要な時
間だけ遅延させた遅延差電流とその時点に取り込んだ差
電流との差を事故電流成分として求めることによって、
前記保護対象系統と併架された別の系統からの誘導によ
り発生する零相循環電流を除去した事故電流成分を抽出
し、該抽出した事故電流成分の前記取り込んだ零相電圧
との同相成分を算出することにより前記保護対象系統の
事故検出を行うようにしたことを特徴とする地絡回線選
択保護継電方法を開示する。
の１号線の零相電流と２号線の零相電流との差電流及び
零相電圧を取り込んでディジタル化し、前記差電流をデ
ィジタル遅延手段により予め定めた事故判定に必要な時
間だけ遅延させた遅延差電流とその時点に取り込んだ差
電流との差を事故電流成分として求めることによって、
前記保護対象系統と併架された別の系統からの誘導によ
り発生する零相循環電流を除去した事故電流成分を抽出
し、該抽出した事故電流成分の前記取り込んだ零相電圧
との同相成分を算出することにより前記保護対象系統の
事故検出を行うようにしたことを特徴とする地絡回線選
択保護継電方法を開示する。
【００１４】更に本発明は、保護対象系統と併架された
別の系統との周波数とが異なっている場合に、その各々
の周波数に対して前記差電流を３０゜間隔でサンプリン
グしたときの各サンプリング周波数の最小公倍数として
定まる周波数を公倍サンプリング周波数として前記差電
流のディジタル化を行い、該ディジタル化した差電流の
前記ディジタル遅延手段による遅延、及び前記事故電流
成分の算出を前記公倍サンプリング周波数でディジタル
化されたデータを対象とした処理により行うことを特徴
とする請求項１に記載の地絡回線選択保護継電方法を開
示する。
別の系統との周波数とが異なっている場合に、その各々
の周波数に対して前記差電流を３０゜間隔でサンプリン
グしたときの各サンプリング周波数の最小公倍数として
定まる周波数を公倍サンプリング周波数として前記差電
流のディジタル化を行い、該ディジタル化した差電流の
前記ディジタル遅延手段による遅延、及び前記事故電流
成分の算出を前記公倍サンプリング周波数でディジタル
化されたデータを対象とした処理により行うことを特徴
とする請求項１に記載の地絡回線選択保護継電方法を開
示する。
【００１５】更に本発明は、保護対象系統の１号線の零
相電流と２号線の零相電流との差電流を取り込んでディ
ジタル化するための第１のディジタル化手段と、保護対
象系統の零相電圧を取り込んでディジタル化するための
第２のディジタル化手段と、前記第１のディジタル化手
段によりディジタル化された差電流を予め定めた事故判
定に必要な時間だけ遅延するための遅延手段と、前記第
１のディジタル化手段によりディジタル化された差電流
と前記遅延手段により遅延された差電流との差を算出し
て事故電流成分として出力するための演算手段と、該手
段により算出された前記事故電流成分の前記零相電圧と
の同相成分を有効成分として算出するための有効成分算
出手段と、該手段により算出された前記有効成分を用い
て前記保護対象系統の地絡事故発生を判定するための判
定手段と、を備えたところの回線選択判定要素を用いて
構成したことを特徴とする地絡回線選択保護装置を開示
する。
相電流と２号線の零相電流との差電流を取り込んでディ
ジタル化するための第１のディジタル化手段と、保護対
象系統の零相電圧を取り込んでディジタル化するための
第２のディジタル化手段と、前記第１のディジタル化手
段によりディジタル化された差電流を予め定めた事故判
定に必要な時間だけ遅延するための遅延手段と、前記第
１のディジタル化手段によりディジタル化された差電流
と前記遅延手段により遅延された差電流との差を算出し
て事故電流成分として出力するための演算手段と、該手
段により算出された前記事故電流成分の前記零相電圧と
の同相成分を有効成分として算出するための有効成分算
出手段と、該手段により算出された前記有効成分を用い
て前記保護対象系統の地絡事故発生を判定するための判
定手段と、を備えたところの回線選択判定要素を用いて
構成したことを特徴とする地絡回線選択保護装置を開示
する。
【００１６】更に本発明は、第１のディジタル化手段
は、前記保護対象系統の周波数と該保護対象系統に併架
された別系統の周波数とが異なっている場合に、その各
々の周波数に対して前記差電流を３０゜間隔でサンプリ
ングしたときの各サンプリング周波数の最小公倍数とし
て定まる周波数を公倍サンプリング周波数として前記差
電流のディジタル化を行い、前記遅延手段及び演算手段
は、前記公倍サンプリング周波数でディジタル化された
差電流データに対する処理を行うように構成したことを
特徴とする請求項４に記載の地絡回線選択保護装置を開
示する。
は、前記保護対象系統の周波数と該保護対象系統に併架
された別系統の周波数とが異なっている場合に、その各
々の周波数に対して前記差電流を３０゜間隔でサンプリ
ングしたときの各サンプリング周波数の最小公倍数とし
て定まる周波数を公倍サンプリング周波数として前記差
電流のディジタル化を行い、前記遅延手段及び演算手段
は、前記公倍サンプリング周波数でディジタル化された
差電流データに対する処理を行うように構成したことを
特徴とする請求項４に記載の地絡回線選択保護装置を開
示する。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図１は、本発明になる地絡回線選択保護継電装置
の特徴とする回線選択判定要素の構成例を示すブロック
図で、入力回路１１、メモリ１２、演算器１３、有効分
演算回路１４、及び判定回路１５等から成っている。
する。図１は、本発明になる地絡回線選択保護継電装置
の特徴とする回線選択判定要素の構成例を示すブロック
図で、入力回路１１、メモリ１２、演算器１３、有効分
演算回路１４、及び判定回路１５等から成っている。
【００１８】入力回路１１は、本装置をディジタルリレ
ーとして実現するために、入力された零相電圧Ｖ0と同
循環電流Ｊ0をディジタル化する回路である。図９はそ
の回路例を示すもので、入力変成器９１、９２を介して
導入された零相電圧Ｖ0、零相電流Ｊ0は、アナログフィ
ルター９３、９４にそれぞれ入力され、ディジタル変換
時に誤差要因となる高調波成分が除去される。その後、
サンプリングホルダー９５、９６でＡ／Ｄ変換を行うの
に必要な時間だけ保持され、マルチプレクサ９７で逐次
切り替えられてＡ／Ｄ変換器１０でディジタル信号に変
換される。
ーとして実現するために、入力された零相電圧Ｖ0と同
循環電流Ｊ0をディジタル化する回路である。図９はそ
の回路例を示すもので、入力変成器９１、９２を介して
導入された零相電圧Ｖ0、零相電流Ｊ0は、アナログフィ
ルター９３、９４にそれぞれ入力され、ディジタル変換
時に誤差要因となる高調波成分が除去される。その後、
サンプリングホルダー９５、９６でＡ／Ｄ変換を行うの
に必要な時間だけ保持され、マルチプレクサ９７で逐次
切り替えられてＡ／Ｄ変換器１０でディジタル信号に変
換される。
【００１９】ここで、一般にディジタルリレーでは、リ
レー演算を３０°ごとのサンプリングデータを用いて実
施される。このため、Ａ／Ｄ変換のためのサンプリング
周波数ｆs は、系統周波数がｆ1＝６０Ｈｚの場合、１
サイクル３６０°を３０°ごとに１２サンプリングする
ため、サンプリング周波数ｆs60は
レー演算を３０°ごとのサンプリングデータを用いて実
施される。このため、Ａ／Ｄ変換のためのサンプリング
周波数ｆs は、系統周波数がｆ1＝６０Ｈｚの場合、１
サイクル３６０°を３０°ごとに１２サンプリングする
ため、サンプリング周波数ｆs60は
【数９】
ｆs60＝１２×ｆ1＝１２×６０Ｈｚ＝７２０Ｈｚ
であり、同様に系統周波数がｆ2＝５０Ｈｚの場合のサ
ンプリング周波数ｆs50は
ンプリング周波数ｆs50は
【数１０】ｆs50＝１２×５０Ｈｚ＝６００Ｈｚ
である。
【００２０】図１のメモリ１２は、ディジタル化された
零相循環電流Ｊ0を取り込み、後の判定回路１５による
事故判定に必要な時間長（ＴDとする）にわたってその
サンプリング値を保持する。即ち時間ＴDの遅延を電流
Ｊ0に与える。演算器１３は、各時点の電流Ｊ0のサンプ
ル値と、メモリ１２でＴDだけ遅延されたサンプル値と
の差を求める。
零相循環電流Ｊ0を取り込み、後の判定回路１５による
事故判定に必要な時間長（ＴDとする）にわたってその
サンプリング値を保持する。即ち時間ＴDの遅延を電流
Ｊ0に与える。演算器１３は、各時点の電流Ｊ0のサンプ
ル値と、メモリ１２でＴDだけ遅延されたサンプル値と
の差を求める。
【００２１】図１０は、上記メモリ１２及び演算器１３
の動作例を示す図である。ここでは、図７で説明したよ
うに、２つの周波数の異なる系統が併設されている場合
を示している。この系統での事故発生を考えると、図８
で説明したように事故発生前の電流Ｊ0＝２・Ｊ0tn＋△
Ｊ0の△Ｊ0は０で、周波数ｆ1の電流波形を示すが、事
故発生後は周波数ｆ2の事故電流△Ｊ0が加算された波形
になる。これを時間ＴDだけメモリ１２で遅延させると
（図ではＴDを周波数ｆ1の３サイクル分としている）、
その波形は図１０に（２・Ｊ0tn＋△Ｊ0）・Ｍと示した
波形になる。従ってこれと２・Ｊ0tn＋△Ｊ0との差が演
算器１３で算出されると、事故発生からＴDの間、事故
発生前の循環電流２・Ｊ0tnは消去され、事故電流△Ｊ0
だけが演算器１３から出力される。
の動作例を示す図である。ここでは、図７で説明したよ
うに、２つの周波数の異なる系統が併設されている場合
を示している。この系統での事故発生を考えると、図８
で説明したように事故発生前の電流Ｊ0＝２・Ｊ0tn＋△
Ｊ0の△Ｊ0は０で、周波数ｆ1の電流波形を示すが、事
故発生後は周波数ｆ2の事故電流△Ｊ0が加算された波形
になる。これを時間ＴDだけメモリ１２で遅延させると
（図ではＴDを周波数ｆ1の３サイクル分としている）、
その波形は図１０に（２・Ｊ0tn＋△Ｊ0）・Ｍと示した
波形になる。従ってこれと２・Ｊ0tn＋△Ｊ0との差が演
算器１３で算出されると、事故発生からＴDの間、事故
発生前の循環電流２・Ｊ0tnは消去され、事故電流△Ｊ0
だけが演算器１３から出力される。
【００２２】尚、以上の説明では、異なる周波数の併架
系統を前提としたが、同一周波数の系統が併架されてい
るときでも、全く同様にして事故電流成分ΔＪ0を取り
出すことができることは明らかである。
系統を前提としたが、同一周波数の系統が併架されてい
るときでも、全く同様にして事故電流成分ΔＪ0を取り
出すことができることは明らかである。
【００２３】ところで、周波数の異なる系統が併架され
ている場合には、図１０で説明したように零相電流に周
波数の異なる成分（図１０の例ではｆ1＝６０Hz、ｆ2＝
５０Hz）が重畳されている。今ｆ1＝６０Hz（保護対象
系統）、ｆ2＝５０Hzであると仮定すると、事故電流成
分ΔＪ0はｆ1＝６０Hz、零相循環電流成分２Ｊ0tnはｆ2
＝５０Hzとなる。従ってこの両成分を持つ情報のメモリ
１２への格納、演算器１３による演算のためには、保護
対象系統のみを考えたサンプリング周波数ｆS60＝７２
０Hzでは正確な出力が行えない。従って、メモリ１２及
び演算器１３の零相電流処理部分では、ｆS60＝７２０H
zと周波数５０Hzのときのサンプリング周波数ｆS50＝６
００Hzの最小公倍数であるｆｓ＝３６００Hzでサンプリ
ングしたデータを用いる必要がある。従って入力回路１
１の零相電流Ｊ0のサンプリングをｆｓ＝３６００Hzで
サンプリングする構成とし、そのサンプリングデータを
ディジタル化した信号を対象にメモリ１２での遅延、演
算器１３での差分処理を行うようにする。そしてこの処
理で事故判定に必要なサンプル数の零相循環電流を消去
した事故電流成分ΔＪ0（６０Hz）が求まったあとは、
そのデータを間引いて、サンプリング周波数ｆS60＝７
２０Hz信号として処理を行う。上記の零相電流Ｊ0のサ
ンプリングから演算器１３までの処理以外の図１の入力
回路１１の零相電圧Ｖ0のサンプリング部、有効分演算
回路１４、判定回路１５等はｆS60＝７２０Hzでサンプ
リングされたディジタルデータを処理する回路で構成す
ればよい。
ている場合には、図１０で説明したように零相電流に周
波数の異なる成分（図１０の例ではｆ1＝６０Hz、ｆ2＝
５０Hz）が重畳されている。今ｆ1＝６０Hz（保護対象
系統）、ｆ2＝５０Hzであると仮定すると、事故電流成
分ΔＪ0はｆ1＝６０Hz、零相循環電流成分２Ｊ0tnはｆ2
＝５０Hzとなる。従ってこの両成分を持つ情報のメモリ
１２への格納、演算器１３による演算のためには、保護
対象系統のみを考えたサンプリング周波数ｆS60＝７２
０Hzでは正確な出力が行えない。従って、メモリ１２及
び演算器１３の零相電流処理部分では、ｆS60＝７２０H
zと周波数５０Hzのときのサンプリング周波数ｆS50＝６
００Hzの最小公倍数であるｆｓ＝３６００Hzでサンプリ
ングしたデータを用いる必要がある。従って入力回路１
１の零相電流Ｊ0のサンプリングをｆｓ＝３６００Hzで
サンプリングする構成とし、そのサンプリングデータを
ディジタル化した信号を対象にメモリ１２での遅延、演
算器１３での差分処理を行うようにする。そしてこの処
理で事故判定に必要なサンプル数の零相循環電流を消去
した事故電流成分ΔＪ0（６０Hz）が求まったあとは、
そのデータを間引いて、サンプリング周波数ｆS60＝７
２０Hz信号として処理を行う。上記の零相電流Ｊ0のサ
ンプリングから演算器１３までの処理以外の図１の入力
回路１１の零相電圧Ｖ0のサンプリング部、有効分演算
回路１４、判定回路１５等はｆS60＝７２０Hzでサンプ
リングされたディジタルデータを処理する回路で構成す
ればよい。
【００２４】なお、併架されている系統が同じ周波数の
場合は、図１の回路はすべてｆS60＝７２０Hz（６０Hz
系統の場合）でのサンプリングデータを処理する回路で
構成すればよいことは明らかである。
場合は、図１の回路はすべてｆS60＝７２０Hz（６０Hz
系統の場合）でのサンプリングデータを処理する回路で
構成すればよいことは明らかである。
【００２５】さて、以上に説明した回路とその動作によ
り、事故発生前の零相電流の有効成分を求めなくても定
常的な零相循環電流２・Ｊ0tnが除去されて事故電流成
分ΔＪ0のみをを取り出すことができた。事故後には零
相電圧Ｖ0が発生しているから、その電圧Ｖ0 と上記の
ようにして取り出された事故電流成分ΔＪ0とから、Δ
Ｊ0の電圧Ｖ0に対する同相成分、即ち有効成分｜ΔＪ0
｜cosΔθを有効分演算回路１４で算出し、事故判定回
路１５は、従来技術と同様にこの算出された有効成分｜
ΔＪ0｜cosΔθの値を所定の判定期間にわたって取り込
み、事故判定を行う。
り、事故発生前の零相電流の有効成分を求めなくても定
常的な零相循環電流２・Ｊ0tnが除去されて事故電流成
分ΔＪ0のみをを取り出すことができた。事故後には零
相電圧Ｖ0が発生しているから、その電圧Ｖ0 と上記の
ようにして取り出された事故電流成分ΔＪ0とから、Δ
Ｊ0の電圧Ｖ0に対する同相成分、即ち有効成分｜ΔＪ0
｜cosΔθを有効分演算回路１４で算出し、事故判定回
路１５は、従来技術と同様にこの算出された有効成分｜
ΔＪ0｜cosΔθの値を所定の判定期間にわたって取り込
み、事故判定を行う。
【００２６】図２は、図１に示した回路選択判定要素を
用いた地絡回線選択保護継電装置の構成例を示すブロッ
ク図で、回路選択判定要素２０１、２０２の各々が図１
の構成を有している。入力の零相電圧は電圧検出器ＰＤ
から、また零相電流は電流変成器ＣＴ１、ＣＴ２出力の
差分により求めている。
用いた地絡回線選択保護継電装置の構成例を示すブロッ
ク図で、回路選択判定要素２０１、２０２の各々が図１
の構成を有している。入力の零相電圧は電圧検出器ＰＤ
から、また零相電流は電流変成器ＣＴ１、ＣＴ２出力の
差分により求めている。
【００２７】この構成によれば、１号線、２号線の各々
について回路選択判定要素は１個だけでよく、従来のよ
うに各回線ごとに３個の回路選択判定要素を設ける必要
がなくなり、また、事故相判別のための不足電圧継電器
も不要となるから、大幅に構成が簡単になる。更に併架
系統の周波数が異なっている場合でも正しく動作し、零
相循環電流対策を施した選択保護継電方式を実施するこ
とが可能になる。
について回路選択判定要素は１個だけでよく、従来のよ
うに各回線ごとに３個の回路選択判定要素を設ける必要
がなくなり、また、事故相判別のための不足電圧継電器
も不要となるから、大幅に構成が簡単になる。更に併架
系統の周波数が異なっている場合でも正しく動作し、零
相循環電流対策を施した選択保護継電方式を実施するこ
とが可能になる。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、１つの系統の１号線と
２号線の各々について１つの回路選択判定要素を設置す
るだけで系統の地絡事故検出が可能となり、構成が簡単
かつ経済的な装置とすることができる効果があり、さら
に併架系統の周波数が異なっているときでも、系統周波
数と異なる零相循環電流の影響を除去できるので、本発
明により地絡事故検出が行えるという効果がある。
２号線の各々について１つの回路選択判定要素を設置す
るだけで系統の地絡事故検出が可能となり、構成が簡単
かつ経済的な装置とすることができる効果があり、さら
に併架系統の周波数が異なっているときでも、系統周波
数と異なる零相循環電流の影響を除去できるので、本発
明により地絡事故検出が行えるという効果がある。
【図１】保護対象系統の特徴とする回路選択判定要素の
構成例を示すブロック図である。
構成例を示すブロック図である。
【図２】図１の回路を回路選択判定要素として用いた地
絡回線選択保護継電装置の構成例を示すブロック図であ
る。
絡回線選択保護継電装置の構成例を示すブロック図であ
る。
【図３】従来の地絡回線選択保護継電装置の構成例を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図４】零相電流変化分と零相電圧の関係を示すベクト
ル図である。
ル図である。
【図５】従来の零相電圧有効成分検出方法を説明するた
めのベクトル図である。
めのベクトル図である。
【図６】従来の回路選択判定要素の構成例を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図７】周波数の異なる２系統が併架された状態を示す
図である。
図である。
【図８】周波数の異なる２系統が併架されているときの
零相電流の波形例を示す図である。
零相電流の波形例を示す図である。
【図９】図１の入力回路に於けるディジタル化処理の例
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図１０】周波数の異なる２系統が併架されているとき
の図１の回路選択判定要素の動作説明図である。
の図１の回路選択判定要素の動作説明図である。
１１ 入力回路
１２ メモリ
１３ 演算器
１４ 有効分演算回路
１５ 判定回路
２０１、２０２ 回路選択判定要素
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 鈴木 靖隆
東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地
株式会社日立製作所電力事業部内
(72)発明者 一ノ瀬 典文
茨城県日立市東金沢町一丁目15番25号
株式会社日立エレクトリックシステムズ
内
(72)発明者 前田 隆文
東京都千代田区内幸町１丁目１番３号
東京電力株式会社内
(56)参考文献 特開 平６−225441（ＪＰ，Ａ)
特開 昭58−54821（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−304174（ＪＰ，Ａ)
特開 昭58−66528（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02H 3/16
H02H 3/26 - 3/28
H02H 3/34 - 3/38
Claims (6)
- 【請求項１】 保護対象系統の１号線の零相電流と２号
線の零相電流との差電流及び零相電圧を取り込んでディ
ジタル化し、 前記差電流をディジタル遅延手段により予め定めた事故
判定に必要な時間だけ遅延させた遅延差電流とその時点
に取り込んだ差電流との差を事故電流成分として求める
ことによって、前記保護対象系統と併架された別の系統
からの誘導により発生する零相循環電流を除去した事故
電流成分を抽出し、該抽出した事故電流成分の前記取り
込んだ零相電圧との同相成分を算出することにより前記
保護対象系統の事故検出を行うようにしたことを特徴と
する地絡回線選択保護継電方法。 - 【請求項２】 前記差電流及び零相電圧のディジタル化
は、当該保護対象系統の電圧及び電流を３０゜間隔でサ
ンプリングして行うことを特徴とする請求項１に記載の
地絡回線選択保護継電方法。 - 【請求項３】 前記保護対象系統と併架された別の系統
との周波数とが異なっている場合に、その各々の周波数
に対して前記差電流を３０゜間隔でサンプリングしたと
きの各サンプリング周波数の最小公倍数として定まる周
波数を公倍サンプリング周波数として前記差電流のディ
ジタル化を行い、該ディジタル化した差電流の前記ディ
ジタル遅延手段による遅延、及び前記事故電流成分の算
出を前記公倍サンプリング周波数でディジタル化された
データを対象とした処理により行うことを特徴とする請
求項１に記載の地絡回線選択保護継電方法。 - 【請求項４】 保護対象系統の１号線の零相電流と２号
線の零相電流との差電流を取り込んでディジタル化する
ための第１のディジタル化手段と、 保護対象系統の零相電圧を取り込んでディジタル化する
ための第２のディジタル化手段と、 前記第１のディジタル化手段によりディジタル化された
差電流を予め定めた事故判定に必要な時間だけ遅延する
ための遅延手段と、 前記第１のディジタル化手段によりディジタル化された
差電流と前記遅延手段により遅延された差電流との差を
算出して事故電流成分として出力するための演算手段
と、 該手段により算出された前記事故電流成分の前記零相電
圧との同相成分を有効成分として算出するための有効成
分算出手段と、 該手段により算出された前記有効成分を用いて前記保護
対象系統の地絡事故発生を判定するための判定手段と、 を備えたところの回線選択判定要素を用いて構成したこ
とを特徴とする地絡回線選択保護装置。 - 【請求項５】 前記第１及び第２のディジタル化手段
は、前記保護対象系統周波数に対して３０゜間隔でサン
プリングしてディジタル化処理を行うように構成したこ
とを特徴とする請求項４に記載の地絡回線選択保護装
置。 - 【請求項６】 前記第１のディジタル化手段は、前記保
護対象系統の周波数と該保護対象系統に併架された別系
統の周波数とが異なっている場合に、その各々の周波数
に対して前記差電流を３０゜間隔でサンプリングしたと
きの各サンプリング周波数の最小公倍数として定まる周
波数を公倍サンプリング周波数として前記差電流のディ
ジタル化を行い、 前記遅延手段及び演算手段は、前記公倍サンプリング周
波数でディジタル化された差電流データに対する処理を
行うように構成したことを特徴とする請求項４に記載の
地絡回線選択保護装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23211496A JP3425305B2 (ja) | 1996-09-02 | 1996-09-02 | 地絡回線選択保護継電方法とその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23211496A JP3425305B2 (ja) | 1996-09-02 | 1996-09-02 | 地絡回線選択保護継電方法とその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1080050A JPH1080050A (ja) | 1998-03-24 |
| JP3425305B2 true JP3425305B2 (ja) | 2003-07-14 |
Family
ID=16934233
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23211496A Expired - Fee Related JP3425305B2 (ja) | 1996-09-02 | 1996-09-02 | 地絡回線選択保護継電方法とその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3425305B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102565632B (zh) * | 2012-03-18 | 2015-04-08 | 江苏省电力公司徐州供电公司 | 小电流系统接地远控自动重合拉路选线工作法 |
| CN104698345B (zh) * | 2015-03-31 | 2018-03-13 | 襄阳科能机电设备有限公司 | 一种用于小电流接地选线的数据采集处理系统 |
| CN110907761B (zh) * | 2019-12-09 | 2022-05-17 | 四川旭华源科技有限公司 | 一种单相接地故障的连续选线方法及系统 |
-
1996
- 1996-09-02 JP JP23211496A patent/JP3425305B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1080050A (ja) | 1998-03-24 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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